-
Gebiet
-
Die Offenbarung betrifft das Gebiet der Magnetfelderfassungstechnologie.
-
Hintergrund
-
Magnetsensoren sind in der modernen Industrie und in elektronischen Produkten zur Messung vom physikalischen Parametern wie beispielsweise Strom, Position und Richtung durch Messung der magnetischen Feldstärke weit verbreitet. Die Motorindustrie ist ein wichtiger Anwendungsbereich des Magnetsensors. Der Magnetsensor kann verwendet werden, um eine Polaritätsposition eines Läufers in einem elektrischen Motor wahrzunehmen.
-
Bei der herkömmlichen Technologie kann der Magnetsensor im Allgemeinen nur ein Ergebnis einer Magnetfelderfassung ausgeben, und eine externe Schaltung wird zusätzlich in speziellen Anwendungsfällen benötigt, um das Magnetfelderfassungsergebnis zu verarbeiten, daher sind die allgemeinen Kosten für die Schaltung hoch und die Zuverlässigkeit ist schlecht.
-
Darstellung
-
Bei einem Aspekt wird eine Magnetsensor-Integrierte-Schaltung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung angegeben. Die Magnetsensor-Integrierte-Schaltung weist auf:
wenigstens einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss;
eine Magnetfelderfassungsschaltung, die dazu ausgebildet ist, ein externes Magnetfeld zu erfassen und entsprechend Magnetfelderfassungsinformationen auszugeben; und
eine Ausgangssteuerschaltung, die dazu ausgebildet ist, wenigstens basierend auf der Magnetfelderfassungsinformation, die integrierte Schaltung wenigstens zwischen einem ersten Zustand, in dem Strom von dem Ausgangsanschluss nach außerhalb der integrierten Schaltung fließt, und einen zweiten Zustand in welchem ein Strom von außerhalb der integrierten Schaltung zur Ausgangsanschluss fließt, schalten zu lassen.
-
Vorzugsweise kann die Magnetfelderfassungsschaltung über eine erste Stromversorgung versorgt werden und die Ausgangssteuerschaltung kann über eine zweite Stromversorgung, die unterschiedlich zu der ersten Stromversorgung ist, versorgt werden.
-
Vorzugsweise kann die zweite Stromversorgung eine Stromversorgung mit einer variablen Amplitude sein.
-
Vorzugsweise kann die erste Stromversorgung eine Gleichstromversorgung mit einer konstanten Amplitude sein.
-
Vorzugsweise ist ein Durchschnittswert einer Ausgangsspannung der ersten Stromversorgung geringer als ein Durchschnittswert einer Ausgangsspannung der zweiten Stromversorgung.
-
Vorzugsweise kann der wenigstens eine Eingangsanschluss einen Eingangsanschluss aufweisen, der dazu ausgebildet ist, eine externe Wechselstromversorgung zu verbinden, und die Ausgangssteuerschaltung ist dazu ausgebildet, die integrierte Schaltung basierend auf der Polarität der Wechselstromversorgung und der Magnetfelderfassungsinformation wenigstens zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand schalten zu lassen.
-
Vorzugsweise weist die Ausgangssteuerschaltung einen ersten Schalter und einen zweiten Schalter auf, wobei der erste Schalter und der Ausgangsanschluss in einen ersten Strompfad geschaltet sind, wobei der zweite Schalter und der Ausgangsanschluss in einen zweiten Strompfad geschaltet sind, der eine entgegengesetzte Richtung zu dem ersten Strompfad hat, wobei der erste Schalter und der zweite Schalter selektiv durch Steuerung der Magnetfelderfassungsinformationen eingeschaltet werden.
-
Vorzugsweise ist der erste Schalter eine Triode und der zweite Schalter ist eine Diode oder eine Triode.
-
Vorzugsweise umfasst die Ausgangssteuerschaltung einen ersten Strompfad, in welchem ein Strom aus dem Ausgangsanschluss herausfließt, einen zweiten Strompfad, in welchem ein Strom von dem Ausgangsanschluss hineinfließt, und einen Schalter, welcher in einen des ersten Strompfads und des zweiten Strompfads geschaltet ist, wobei der Schalter durch die Magnetfelderfassungsinformation, die durch die Magnetfelderfassungsschaltung ausgegeben wird, gesteuert wird, und den ersten Strompfad und den zweiten Strompfad selektiv einschalten lässt.
-
Vorzugsweise ist in dem anderen des ersten Strompfads und des zweiten Strompfads kein Schalter vorgesehen.
-
Vorzugsweise ist die Ausgangssteuerschaltung dazu ausgebildet, den Ausgangsanschluss zu steuern, einen Laststrom durchfließen zu lassen, falls die Wechselstromversorgung in einer positiven Halbwelle ist und eine Polarität eines externen Magnetfelds, welches durch die Magnetfelderfassungsschaltung erfasst wird, eine erste Polarität ist, oder falls die Wechselstromversorgung in einer negativen Halbwelle ist und die Polarität des externen Magnetfeldes, welches durch die Magnetfelderfassungsschaltung erfasst wird, eine zweite Polarität ist, welche entgegengesetzt zur ersten Polarität ist, und dazu ausgebildet ist, den Ausgangsanschluss zu steuern, keinen Laststrom durchfließen zu lassen, falls die Wechselstromquelle in einer positiven Halbwelle ist und die Polarität des externen Magnetfeldes die zweite Polarität ist oder falls die Wechselstromversorgung in einer negativen Halbwelle ist und die Polarität des externen Magnetfeldes die erste Polarität ist.
-
Vorzugsweise hat die Magnetfelderfassungsschaltung eine gleiche Stromversorgung wie die Ausgangssteuerschaltung.
-
Vorzugsweise weist der wenigstens eine Eingangsanschluss einen ersten Eingangsanschluss und einen zweiten Eingangsanschluss auf, die dazu ausgebildet sind, eine externe Wechselstromversorgung anzuschließen, und die integrierte Schaltung weist weiter eine Gleichrichterschaltung auf, die dazu ausgebildet ist, einen Wechselstrom, welcher durch die externe Wechselstromversorgung ausgegeben wird, in Gleichstrom umzuwandeln.
-
Vorzugsweise weist die integrierte Schaltung weiter eine Spannungsreglerschaltung auf, die dazu ausgebildet ist, eine erste Spannung, die durch die Gleichrichterschaltung ausgegeben wird, auf eine zweite Spannung zu regeln, wobei die zweite Spannung an die Magnetfelderfassungsschaltung abgegeben wird, wobei die erste Spannung an die Ausgangssteuerschaltung abgegeben wird und wobei ein Durchschnittswert der ersten Spannung größer als ein Durchschnittswert der zweiten Spannung ist.
-
Vorzugsweise weist die Magnetfelderfassungsschaltung auf:
ein Magnetfelderfassungselement, das dazu ausgebildet ist, das externe Magnetfelder zu erfassen und ein elektrisches Signal zu erzeugen;
eine Signalverarbeitungseinheit, die dazu ausgebildet ist, das elektrische Signal zu verstärken und zu entschlüsseln; und
eine Analog/Digital-Wandlereinheit, die dazu ausgebildet ist, das verstärkte und entschlüsselte elektrische Signal in die Magnetfelderfassungsinformation umzuwandeln, welches ein Digitalsignal vom Schalter-Typ ist.
-
Vorzugsweise kann der Eingangsanschluss einen ersten Eingangsanschluss und einen zweiten Eingangsanschluss aufweisen, welche beide dazu ausgebildet sind, eine externe Wechselstromversorgung anzuschließen, wobei Frequenzen des Auftretens des ersten Zustands oder des zweiten Zustands proportional zu einer Frequenz der Wechselstromversorgung sind.
-
Bei einem weiteren Aspekt ist ein Motorbauteil angegeben. Das Motorbauteil weist einen Motor und eine Motortreiberschaltung auf, und die Motortreiberschaltung weist die oben genannte Magnetsensor-Integrierte-Schaltung auf.
-
Vorzugsweise weist die Motortreiberschaltung weiter einen bidirektionalen Schalter in Reihe mit dem Motor zwischen zwei Klemmen einer externen Wechselstromversorgung auf, und der Ausgangsanschluss der Magnetsensor-Integrierten-Schaltung ist mit einer Steuerklemme des bidirektionalen Schalters verbunden.
-
Vorzugsweise weist der Motor einen Ständer und einen Permanentmagnetläufer auf, und der Ständer weist einen Ständerkern und eine auf dem Ständerkern gewickelte einphasige Wicklung auf.
-
Vorzugsweise weist das Motorbauteil weiter einen Abwärtswandler auf, der dazu ausgebildet ist, die Spannung der Wechselstromversorgung zu verringern und die verringerte Spannung der Magnetsensor-Integrierten-Schaltung zur Verfügung zu stellen.
-
Vorzugsweise ist die Ausgangssteuerschaltung dazu ausgebildet, den bidirektionalen Schalter einzuschalten, falls die Wechselstromversorgung in einer positiven Halbwelle ist und eine Polarität des Magnetfeldes des Permanentmagnetläufers, welche durch die Magnetfelderfassungsschaltung erfasst wird, eine erste Polarität ist oder falls die Wechselstromversorgung in einer negativen Halbwelle ist und die Polarität des Magnetfeldes des Permanentmagnetläufers, welche durch die Magnetfelderfassungsschaltung erfasst wurde, eine zweite Polarität entgegengesetzt zu der ersten Polarität ist, und dazu ausgebildet ist, den bidirektionalen Schalter auszuschalten, falls die Wechselstromversorgung in einer negativen Halbwelle ist und die Polarität des Magnetfelds des Permanentmagnetläufers die erste Polarität ist oder falls die Wechselstromversorgung in einer positiven Halbwelle ist und die Polarität des Magnetfelds des Permanentmagnetläufers die zweite Polarität ist.
-
Vorzugsweise ist die Ausgangssteuerschaltung zur derartigen Steuerung ausgebildet, dass ein Strom von der integrierten Schaltung zu dem bidirektionalen Schalter fließt, falls ein Signal, welches von der Wechselstromversorgung ausgegeben wird, in einer positiven Halbwelle ist und die Polarität des Magnetfelds des Permanentmagnetläufers, welches durch die Magnetfelderfassungsschaltung erfasst wurde, die erste Polarität ist, und zur derartigen Steuerung ausgebildet, dass ein Strom von dem bidirektionalen Schalter zu der integrierten Schaltung fließt, falls das Signal, das von der Wechselstromversorgung ausgegeben wird, in einer negativen Halbwelle ist und die Polarität des Magnetfeldes des Permanentmagnetläufers, das durch die Magnetfelderfassungsschaltung erfasst wurde, die zweite Polarität entgegengesetzt zu der ersten Polarität ist.
-
Diese Magnetsensor-Integrierte-Schaltung gemäß den Ausführungsformen dieser Offenbarung erweitert eine Funktion der bestehenden Magnetsensoren, wodurch die allgemeinen Kosten für die Schaltung reduziert werden und die Zuverlässigkeit der Schaltung verbessert wird.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Die Zeichnungen, welche in der Beschreibung der Ausführungsformen der Offenbarung oder der konventionellen Technologie verwendet werden, werden im Folgenden kurz beschrieben, damit die technischen Lösungen gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung oder gemäß der konventionellen Technologie deutlicher werden. Es ist ersichtlich, dass in den folgenden Zeichnungen lediglich einige Ausführungsformen dargestellt sind. Der Fachmann wird erkennen, dass auf der Basis dieser Zeichnungen weitere Zeichnungen ohne kreatives Zutun erstellt werden können.
-
1 ist ein Strukturdiagramm einer Magnetsensor-Integrierten-Schaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
-
2 ist ein Strukturdiagramm einer elektronischen Schaltung in einer Magnetsensor-Integrierten-Schaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
-
3 ist ein Strukturdiagramm einer Ausgangssteuerschaltung in einer Magnetsensor-Integrierten-Schaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
-
4 ist ein Strukturdiagramm einer Ausgangssteuerschaltung in einer Magnetsensor-Integrierten-Schaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
-
5 ist ein Strukturdiagramm einer Ausgangssteuerschaltung in einer Magnetsensor-Integrierten-Schaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
-
5A ist ein Strukturdiagramm einer Ausgangssteuerschaltung in einer Magnetsensor-Integrierten-Schaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
-
6 ist ein Strukturdiagramm einer Magnetsensor-Integrierten-Schaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
-
7 ist ein Strukturdiagramm einer Magnetsensor-Integrierten-Schaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
-
8 ist ein Strukturdiagramm einer Gleichrichterschaltung in einer Magnetsensor-Integrierten-Schaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
-
9 ist ein Strukturdiagramm einer Magnetfelderfassungsschaltung in einer Magnetsensor-Integrierten-Schaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
-
10 ist ein Strukturdiagramm eines Motorbauteils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und
-
11 ist ein Strukturdiagramm eines Motors in einem Motorbauteil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
-
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
-
Die technischen Lösungen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind nachfolgend klar und vollständig in Verbindung mit den Zeichnungen gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es ist ersichtlich, dass die beschriebenen Ausführungsformen nur wenige statt aller Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind. Alle anderen Ausführungsformen, die basierend auf den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ohne kreative Anstrengungen durch Fachleute erhalten werden können, fallen innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Offenbarung.
-
In den folgenden Beschreibungen werden spezielle Details für ausreichendes Verständnis der vorliegenden Offenbarung dargelegt, aber die vorliegende Offenbarung kann weiter auf andere Weise, unterschiedlich zu den hier beschriebenen Weisen, implementiert werden. Ähnliche Erweiterungen können durch Fachleute durchgeführt werden, ohne dass der Grundgedanke der vorliegenden Offenbarung verlassen wird, und daher ist die Offenbarung nicht auf bestimmte Ausführungsformen, welche nachfolgend offengelegt werden, beschränkt.
-
Nachfolgend wird eine Magnetsensor-Integrierte-Schaltung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung durch Verwendung des Beispiels einer auf einen Motor angewendeten Magnetsensor-Integrierte-Schaltung dargestellt.
-
Wie in 1 gezeigt, ist eine Magnetsensor-Integrierte-Schaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung vorgesehen. Die Magnetsensor-Integrierte-Schaltung weist eine Hülle 2, ein Halbleitersubstrat (nicht in der Zeichnung gezeigt), welches in der Hülle vorgesehen ist, Eingangsanschlüsse A1 und A2 und einen Ausgangsanschluss Pout, welche sich alle aus der Hülle heraus erstrecken, und eine elektronische Schaltung, welche auf dem Halbleitersubstrat vorgesehen ist, auf. Die elektronische Schaltung weist auf:
eine Magnetfelderfassungsschaltung 20, die dazu ausgebildet ist, ein externes Magnetfeld zu erfassen und eine Magnetfelderfassungsinformation auszugeben; und
eine Ausgangssteuerschaltung 30, die dazu ausgebildet ist, wenigstens basierend auf der Magnetfelderfassungsinformation, die integrierte Schaltung wenigstens zwischen einem ersten Zustand, bei welchem ein Strom von dem Ausgangsanschluss nach außerhalb der integrierten Schaltung fließt, und einem zweiten Zustand, bei welchem ein Strom von außerhalb der integrierten Schaltung zu dem Ausgangsanschluss fließt, schalten zu lassen.
-
Es sollte beachten werden, dass gemäß den Ausführungsformen der Offenbarung, die Magnetsensor-Integrierte-Schaltung die Betriebszustände zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand schaltet, was nicht darauf beschränkt ist, dass die Magnetsensor-Integrierte-Schaltung sofort zu dem anderen Zustand schaltet, nachdem ein Zustand endet, sondern weiter einen Fall umfasst, dass die Magnetsensor-Integrierte-Schaltung in einem bestimmten Zeitintervall zu dem anderen Zustand schaltet, nachdem ein Zustand endet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, ist an dem Ausgangsanschluss der Magnetsensor-Integrierten-Schaltung in dem bestimmten Zeitintervall zwischen den zwei Zuständen keine Ausgabe vorhanden.
-
Auf Basis der oben beschriebenen Ausführungsform ist bei einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wie in 2 gezeigt, die Magnetfelderfassungsschaltung 20 durch eine erste Stromversorgung 40 versorgt, und die Ausgangssteuerschaltung 30 ist durch eine zweite Stromversorgung 50 versorgt, welche unterschiedlich zu der ersten Stromversorgung 40 ist. Es sollte beachtet werden, dass bei der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die zweite Stromversorgung 50 eine Stromversorgung mit einer variablen Amplitude oder eine Gleichstromversorgung mit einer konstanten Amplitude sein kann. Die zweite Stromversorgung 50 ist vorzugsweise eine Gleichstromversorgung mit einer variablen Amplitude, falls die zweite Stromversorgung 50 die Stromversorgung mit der variablen Amplitude ist, was bei der vorliegenden Offenbarung nicht beschränkt ist, sondern von den Umständen abhängt.
-
Auf Basis der oben beschriebenen Ausführungsform ist bei einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die erste Stromversorgung 40 eine Gleichstromversorgung mit einer konstanten Amplitude, um der Magnetfelderfassungsschaltung 20 ein stabiles Treibersignal zur Verfügung zu stellen, sodass die Magnetfelderfassungsschaltung 20 stabil arbeitet.
-
Auf Basis der oben beschriebenen Ausführungsform ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein Durchschnittswert einer Ausgangsspannung der ersten Stromversorgung 40 kleiner als ein Durchschnittswert einer Ausgangsspannung der zweiten Stromversorgung 50. Es sollte beachtet werden, dass die Magnetfelderfassungsschaltung 20 durch eine Stromversorgung mit niedrigem Stromverbrauch betrieben wird, dadurch kann der Leistungsverbrauch der integrierten Schaltung reduziert werden. Die Ausgangssteuerschaltung 30 wird durch eine Stromversorgung mit hohem Stromverbrauch betrieben, und dadurch stellt der Ausgangsanschluss einen hohen Laststrom zur Verfügung, um zu gewährleisten, dass die integrierte Schaltung genug Treibvermögen hat.
-
Auf Basis der oben beschriebenen Ausführungsform weist bei einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Ausgangssteuerschaltung 30 einen ersten Schalter und einen zweiten Schalter auf, wobei der erste Schalter mit dem Ausgangsanschluss in einen ersten Strompfad geschaltet ist, wobei der zweite Schalter mit dem Ausgangsanschluss in einen zweiten Strompfad geschaltet ist, welcher eine entgegengesetzte Richtung zu einer Richtung des ersten Strompfads hat, und wobei der erste Schalter und der zweite Schalter jeweils basierend auf der Magnetfelderfassungsinformation eingeschaltet wird. Vorzugsweise kann der erste Schalter eine Triode sein, und der zweite Schalter kann eine Triode oder eine Diode sein, was in der vorliegenden Offenbarung nicht beschränkt ist, sondern von den Umständen abhängt.
-
Speziell sind bei einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wie in 3 gezeigt, der erste Schalter 31 und der zweite Schalter 32 ein Paar von komplementären Halbleiterschaltern. Der erste Schalter 31 wird bei einem niedrigen Level eingeschaltet, und der zweite Schalter 32 wird bei einem hohen Level eingeschaltet. Der erste Schalter 31 ist mit dem Ausgangsanschluss Pout in einen ersten Strompfad geschaltet, und der zweite Schalter 32 ist mit dem Ausgangsschluss Pout in einen zweiten Strompfad geschaltet, wobei eine Steuerklemme des ersten Schalters 31 und eine Steuerklemme des zweiten Schalters 32 mit der Magnetfelderfassungsschaltung 20 verbunden sind, wobei eine Stromeingangsklemme des ersten Schalters 31 mit einer Hochspannungsklemme verbunden ist (wie beispielsweise eine Gleichstromversorgung), wobei eine Stromausgangsklemme des ersten Schalters 31 mit einer Stromeingangsklemme des zweiten Schalters 32 verbunden ist, und wobei eine Stromausgangsklemme des zweiten Schalters 32 mit einer Niedrigspannungsklemme verbunden ist (wie beispielsweise Erde). Der erste Schalter 31 ist eingeschaltet, der zweite Schalter 32 ist ausgeschaltet und der Laststrom fließt von der Hochspannungsklemme nach außerhalb der integrierten Schaltung durch den ersten Schalter 31 und den Ausgangsanschluss 31, falls die Magnetfelderfassungsinformation, welche durch die Magnetfelderfassungsschaltung 20 ausgegeben wird, auf einem niedrigen Level ist. Der zweite Schalter 32 ist eingeschaltet, der erste Schalter 31 ist ausgeschaltet und der Laststrom fließt von außerhalb der integrierten Schaltung zu dem Ausgangsanschluss durch den zweiten Schalter 32, falls die Magnetfelderfassungsinformation, welche durch die Magnetfelderfassungsschaltung 20 ausgegeben wird, auf einem hohen Level ist. Gemäß der Ausführungsform, wie in 3 gezeigt, ist der erste Schalter 31 ein P-Kanal-Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekt-Transistor (P-Kanal-MOSFET), und der zweite Schalter ist ein N-Kanal-Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekt-Transistor (N-Kanal-MOSFET). Es sollte beachtet werden, dass bei anderen Ausführungsformen der erste Schalter und der zweite Schalter andere Typen von Halbleiterschalter sein können, beispielsweise andere Feldeffekt-Transistoren wie Sperrschicht-Feldeffekt-Transistoren (JFET) oder Metall-Halbleiter-Feldeffekt-Transistoren (MESFET).
-
Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist, wie in 4 gezeigt, der erste Schalter 31 ein Schalttransistor, welcher bei einem hohen Level eingeschaltet wird, der zweite Schalter 32 ist eine unidirektionale Diode, und wobei eine Steuerklemme des ersten Schalters 31 und eine Kathode des zweiten Schalters mit der Magnetfelderfassungsschaltung 20 verbunden ist. Die Stromeingangsklemme des ersten Schalters 31 ist mit der zweiten Stromversorgung 50 verbunden, und die Stromausgangsklemme des ersten Schalters 31 und eine Anode des zweiten Schalters 32 sind mit dem Ausgangsanschluss Pout verbunden. Der erste Schalter 31 ist mit dem Ausgangsanschluss Pout in dem ersten Strompfad verbunden, der zweite Schalter 32 und die Magnetfelderfassungsschaltung 20 ist mit dem zweiten Strompfad verbunden. Der erste Schalter 31 ist eingeschaltet, der zweite Schalter ist ausgeschaltet und der Laststrom fließt von der zweiten Stromversorgung 50 nach außerhalb der integrierten Schaltung durch den ersten Schalter 31 und den Ausgangsanschluss Pout, falls die Magnetfelderfassungsinformation, welche durch die Magnetfelderfassungsschaltung ausgegeben wird, auf einem hohen Level ist. Der zweite Schalter 32 ist eingeschaltet, der erste Schalter 31 ist ausgeschaltet und der Laststrom fließt von außerhalb der integrierten Schaltung zu dem Ausgangsanschluss Pout durch den zweiten Schalter 32, falls die Magnetfelderfassungsinformation, welche durch die Magnetfelderfassungsschaltung 20 ausgegeben wird, auf einem niedrigen Level ist. Es ist ersichtlich, dass bei anderen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung der erste Schalter 31 und der zweite Schalter 32 weiter andere Strukturen haben können, was in der vorliegenden Offenbarung nicht beschränkt ist, sondern von den Umständen abhängt.
-
Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung weist die Ausgangssteuerschaltung 30 einen ersten Strompfad auf, in welchem ein Strom von dem Ausgangsanschluss nach außerhalb fließt, einen zweiten Strompfad, in welchem ein Strom von dem Ausgangsanschluss nach innerhalb fließt, und einen Schalter, welcher in einem des ersten Strompfads und des zweiten Strompfads geschaltet ist, wobei der Schalter durch die Magnetfelderfassungsinformation, welche durch die Magnetfelderfassungsschaltung ausgegeben wird, gesteuert wird, und den ersten Strompfad und den zweiten Strompfad jeweils anschalten lässt. Vorzugsweise ist kein Schalter in dem anderen des ersten Strompfads und des zweiten Strompfads vorgesehen.
-
Bei einer Ausführungsform weist, wie in 5 gezeigt, die Ausgangssteuerschaltung 30 einen unidirektionalen Schalter 33 auf, wobei der unidirektionale Schalter 33 mit dem Ausgangsanschluss Pout in dem ersten Strompfad verbunden ist, wobei eine Stromeingangsklemme des unidirektionalen Schalters 33 mit einer Ausgangsklemme der Magnetfelderfassungsschaltung 20 verbunden sein kann, und wobei die Ausgangsklemme der Magnetfelderfassungsschaltung 20 weiter mit dem Ausgangsanschluss Pout durch einen Widerstand R1 in dem zweiten Strompfad, welcher eine entgegengesetzte Richtung zu einer Richtung des ersten Strompfads hat, verbunden sein kann. Der unidirektionale Schalter 33 ist eingeschaltet, falls das Magnetfeldabtastsignal ein hohes Level ist, der Laststrom fließt von außerhalb der integrierten Schaltung durch den unidirektionalen Schalter 33 und dem Ausgangsanschluss Pout. Der unidirektionale Schalter 33 ist ausgeschaltet, falls das Magnetfeldabtastsignal ein niedriges Level ist, und der Laststrom fließt von außerhalb der integrierten Schaltung zu dem Ausgangsanschluss Pout durch den Widerstand R1 und der Magnetfelderfassungsschaltung 20. Als eine Alternative kann der Widerstand R1 in dem zweiten Strompfad durch einen weiteren unidirektionalen Schalter, der antiparallel zu dem unidirektionalen Schalter 33 ist, ersetzt werden. Auf diese Weise sind der von dem Ausgangsanschluss fließende Laststrom und der zu dem Ausgangsanschluss fließende Laststrom ausgeglichen.
-
Bei einer weiten Ausführungsform weist, wie in 5A gezeigt, die Ausgangssteuerschaltung 30 Dioden D1 und D2, welche beide entgegengesetzt in Reihe zwischen der Ausgangsklemme der Magnetfelderfassungsschaltung 20 und dem Ausgangsanschluss Pout geschaltet sind, einen Widerstand R1, welcher in Reihe mit den Dioden D1 und D2 geschaltet ist, wobei ein Widerstand R2 dazwischengeschaltet ist, eine gemeinsame Klemme der Dioden D1 und D2, und die Stromversorgung Vcc, auf. Die Kathode der Diode D1 ist mit der Ausgangsklemme der Magnetfelderfassungsschaltung 20 verbunden. Die Stromversorgung Vcc kann mit der Spannungsausgangsklemme der Gleichrichterschaltung verbunden sein. Die Diode D1 wird durch die Magnetfelderfassungsinformation gesteuert. Die Diode D1 ist ausgeschaltet, falls die Magnetfelderfassungsinformation bei einem hohen Level ist, und der Laststrom fließt von dem Ausgangsanschluss Pout nach außerhalb durch den Widerstand R2 und die Diode D2. Falls die Magnetfelderfassungsinformation bei einem niedrigen Level ist, fließt ein Laststrom von außerhalb zu dem Ausgangsanschluss Pout und fließt durch den Widerstand R1 und die Magnetfelderfassungsschaltung 20.
-
Auf Basis einer jeden der oben beschriebenen Ausführungsformen weist in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung der Eingangsanschluss einen Eingangsanschluss auf, der dazu ausgebildet ist, eine externe Wechselstromquelle anzuschließen, die Ausgangssteuerschaltung 30 lässt, basierend auf der Magnetfelderfassungsinformation und einer Polarität der Wechselstromversorgung, die integrierte Schaltung wenigstens in einem des ersten Zustands und des zweiten Zustands arbeiten, welche gegenseitig geschaltet sind. Vorzugsweise kann die Magnetfelderfassungsschaltung 20 eine gleiche Stromversorgung aufweisen wie die Ausgangssteuerschaltung 30.
-
Auf Basis der oben beschriebenen Ausführungsform ist in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Ausgangssteuerschaltung 30 dazu ausgebildet, dass an dem Ausgangsanschluss ein fließender Laststrom vorhanden sein kann, falls die Wechselstromversorgung in einer positiven Halbwelle ist und eine Polarität eines durch die Magnetfelderfassungsschaltung 20 erfassten externen Magnetfelds eine erste Polarität ist oder falls die Wechselstromversorgung in einer negativen Halbwelle ist und die Polarität eines durch die Magnetfelderfassungsschaltung 20 erfassten externen Magnetfelds eine zweite Polarität ist, welche entgegengesetzt zu der zweiten Polarität ist, und ist dazu ausgebildet, dass an dem Ausgangsanschluss kein fließender Laststrom vorhanden ist, falls die Wechselstromversorgung in einer positiven Halbwelle ist und die Polarität des externen Magnetfelds eine zweite Polarität ist oder falls die Wechselstromversorgung in einer negativen Halbwelle ist und die Polarität des externen Magnetfelds die erste Polarität ist. Es ist zu beachten, dass die Situation, bei der der Ausgangsanschluss einen fließenden Laststrom hat, falls die Wechselstromversorgung in einer positiven Halbwelle ist und die Polarität des externen Magnetfelds die erste Polarität ist, oder falls die Wechselstromversorgung in einer negativen Halbwelle ist und die Polarität des externen Magnetfelds die zweite Polarität ist, eine Situation sein kann, bei der der Ausgangsanschluss während der gesamten Zeiträume in den zwei Fällen einen fließenden Laststrom hat, oder eine Situation sein kann, bei der der Ausgangsanschluss während einem Teil der Zeiträume in den zwei Fällen einen fließenden Laststrom hat.
-
Auf Basis der oben beschriebenen Ausführungsform kann in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung der Eingangsanschluss einen ersten Eingangsanschluss und einen zweiten Eingangsanschluss aufweisen, die dazu ausgebildet sind, eine externe Wechselstromversorgung anzuschließen. In der vorliegenden Offenbarung umfasst der mit der externen Wechselstromversorgung verbundene Eingangsanschluss einen Fall, in welchem der Eingangsanschluss mit zwei Klemmen der externen Wechselstromversorgung direkt verbunden ist, und einen Fall, in welchem der Eingangsanschluss in Reihe mit einer externen Last über zwei Klemmen der externen Stromversorgung geschaltet ist, was in der vorliegenden Offenbarung nicht beschränkt ist, sondern von den Umständen abhängt. Wie in 6 gezeigt, weist bei einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Gleichrichterschaltung weiter eine Gleichrichterschaltung 60 auf, die dazu ausgebildet ist, einen Wechselstrom, welcher durch die externe Wechselstromversorgung 70 ausgegeben wird, in einen Gleichstrom umzuwandeln.
-
Es sollte beachtet werden, dass in der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Ausgangssteuerschaltung 30, welche mit der Gleichrichterschaltung 60 verbunden ist, dazu ausgebildet sein kann, wenigstens basierend auf der Magnetfelderfassungsinformation die integrierte Schaltung in einem des ersten Zustands, bei welchem einen Laststrom von dem Ausgangsanschluss nach außerhalb der integrierten Schaltung fließt, und des zweiten Zustands, bei welchem ein Laststrom von außerhalb der integrierten Schaltung zu dem Ausgangsanschluss fließt, welche Zustände gegenseitig geschaltet sind, arbeiten zu lassen, wobei der Laststrom weiter durch die Gleichrichterschaltung 60 fließt.
-
Auf Basis der oben beschriebenen Ausführungsform weist in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die integrierte Schaltung weiter eine Spannungsreglerschaltung 80 auf, welche zwischen der Gleichrichterschaltung 60 und der Magnetfelderfassungsschaltung 20 angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform kann die Gleichrichterschaltung 60 als eine zweite Spannungsversorgung 50 dienen, die Spannungsreglerschaltung 80 kann als erste Stromversorgung 40 dienen. Der Spannungsregler 80 ist dazu ausgebildet, eine erste Spannung, welche durch die Gleichrichterschaltung 60 ausgegeben wird, in eine zweite Spannung zu regeln, die erste Spannung ist eine Versorgungsspannung für die Ausgangssteuerschaltung 30, und ein Durchschnittswert der ersten Spannung ist größer als ein Durchschnittswert der zweiten Spannung, um den Stromverbrauch der integrierten Schaltung zu reduzieren und dafür zu sorgen, dass die integrierte Schaltung ausreichend Treiberfähigkeit hat.
-
Bei einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung weist, wie in 7 gezeigt, die Gleichrichterschaltung 60 einen Vollwellenbrückengleichrichter 61 und eine Spannungsstabilisierungseinheit 62 auf, welche mit einem Ausgangsanschluss des Vollwellenbrückengleichrichters 61 verbunden ist. Der Vollwellenbrückengleichrichter 61 ist dazu ausgebildet, einen Wechselstrom, welcher durch die Wechselstromversorgung 70 ausgegeben wird, in Gleichstrom umzuwandeln, und die Spannungsstabilisierungseinheit 62 ist dazu ausgebildet, das Gleichstromsignal zu stabilisieren, welches durch den Vollwellenbrückengleichrichter 61 ausgegeben wird, um in vorab festgelegten Bereich zu fallen.
-
8 zeigt eine spezielle Schaltung der Gleichrichterschaltung 60. Die Spannungsstabilisierungseinheit 60 weist eine Zenerdiode 621 auf, die zwischen zwei Ausgangsschlüsse des Vollwellenbrückengleichrichters 61 geschaltet ist. Der Vollwellenbrückengleichrichter 61 weist eine erste Diode 611 und eine zweite Diode 612, welche in Reihe geschaltet sind, und eine dritte Diode 613 und eine vierte Diode 614 auf, welche in Reihe geschaltet sind, wobei ein gemeinsamer Anschluss der ersten Diode 611 und der zweiten Diode 612 mit dem ersten Eingangsanschluss VAC+ elektrisch verbunden ist, und eine gemeinsame Klemme der dritten Diode 613 und der vierten Diode 614 ist mit dem zweiten Eingangsanschluss VAC– elektrisch verbunden ist.
-
Speziell ist eine geerdete Ausgangsklemme des Vollwellenbrückengleichrichters durch elektrisches Verbinden einer Eingangsklemme der ersten Diode 611 und einer Eingangsklemme der dritten Diode 613 gebildet, eine Spannungsausgangsklemme VDD des Vollwellenbrückengleichrichters ist durch elektrisches Verbinden einer Ausgangsklemme der zweiten Diode 612 und einer Ausgangsklemme der vierten Diode 614 gebildet und die Zenerdiode 621 ist zwischen einer gemeinsamen Klemme der zweiten Diode 612 und der vierten Diode 614 und einer gemeinsamen Klemme der ersten Diode 611 und der dritten Diode 613 geschaltet. Es sollte beachtet werden, dass in der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Leistungsklemme der Ausgangssteuerschaltung 30 mit der Spannungsausgangsklemme des Vollwellenbrückengleichrichters 61 verbunden sind kann.
-
Auf Basis einer jeden der oben beschriebenen Ausführungsformen weist in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wie in 9 gezeigt, die Magnetfelderfassungsschaltung 20 auf: ein Magnetfelderfassungselement 21, das dazu ausgebildet ist, das externe Magnetfeld zu erfassen und das externe Magnetfeld in ein elektrisches Signal umzuwandeln; eine Signalverarbeitungseinheit 22, die dazu ausgebildet ist, das elektrische Signal zu verstärken und zu entschlüsseln; und eine Analog-Digital-Wandlereinheit 23, die dazu ausgebildet ist, das verstärkte und entschlüsselte Signal in eine Magnetfelderfassungsinformation umzuwandeln. Die Magnetfelderfassungsinformation kann ein Digitalsignal des Schaltertyps für eine Anwendung nur zum Identifizieren einer Polarität eines Magnetfelds des externen Magnetfelds sein. Vorzugsweise kann das Magnetfelderfassungselement 21 eine Hallplatte sein.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind, falls der Eingangsanschluss einen ersten Eingangsanschluss und einen zweiten Eingangsanschluss aufweist, welche beide dazu ausgebildet sind, eine externe Wechselstromversorgung zu verbinden, Eintrittsfrequenzen des ersten Zustands oder des zweiten Zustands proportional zu einer Frequenz der Wechselstromversorgung. Es ist ersichtlich, dass die Offenbarung hierauf nicht beschränkt ist.
-
Nachfolgend ist die Magnetsensor-Integrierte Schaltung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit einer speziellen Anwendung beschrieben.
-
Wie in 10 gezeigt, ist weiter ein Motorbauteil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung vorgesehen. Das Motorbauteil weist auf: einen Motor 200, der durch eine Wechselstromversorgung 100 gespeist wird, einen bidirektionalen Schalter 300, welcher mit dem Motor 200 in Reihe geschaltet ist; und die Magnetsensor-Integrierte-Schaltung 400 gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen, wobei der Ausgangsanschluss der Magnetsensor-Integrierten-Schaltung 400 elektrisch mit einer Steuerklemme des bidirektionalen Schalters 300 verbunden ist. Der bidirektionale Schalter 300 kann bevorzugt ein Triac (TRIAC) sein. Es ist ersichtlich, dass der bidirektionale Schalter auch mit anderen geeigneten Schalter ausgeführt sein kann, zum Beispiel kann der bidirektionale Schalter zwei antiparallel geschaltete siliziumgesteuerte Gleichrichter aufweisen, eine entsprechende Steuerschaltung ist vorgesehen, und ein Ausgangssignal des Ausgangsanschlusses der Magnetsensor-Integrierten-Schaltung fließt durch die Steuerschaltung und steuert die zwei siliziumgesteuerten Gleichrichter in einer vorab festgelegten Weise.
-
Vorzugsweise weist das Motorbauteil ferner eine Spannungsabfallschaltung 500 auf, die dazu ausgebildet ist, eine Spannung der Wechselstromversorgung 100 zu reduzieren und die reduzierte Spannung der Magnetsensor-Integrierten-Schaltung 400 bereitzustellen. Die Magnetsensor-Integrierte-Schaltung 400 ist in der Nähe eines Läufers des Motors 200 angeordnet, um eine Änderung in einem Magnetfeld des Läufers wahrzunehmen.
-
Auf Basis der oben beschriebenen Ausführungsform ist in einer speziellen Ausführungsform der Offenbarung der Motor ein Synchronmotor. Es ist ersichtlich, dass die Magnetsensor-Integrierte-Schaltung sowohl für einen Synchronmotor verwendet werden kann, als auch bei anderen Typen von Permanentmagnetmotoren wie beispielsweise einem bürstenlosen Gleichstrommotor. Wie 11 zeigt, weist der Synchronmotor einen Ständer und einen relativ zum Ständer drehbaren Läufer 11 auf. Der Ständer weist einen Ständerkern 12 und eine Ständerwicklung 16 auf, welche um den Ständerkern 12 gewickelt ist. Der Ständerkern 12 kann aus weichmagnetischen Werkstoffen hergestellt sein, wie beispielsweise aus reinem Eisen, Gusseisen, Gussstahl, Elektrostahl, Siliziumstahl. Der Läufer 11 weist einen Permanentmagnet auf, der Läufer 11 arbeitet bei einer konstanten Drehgeschwindigkeit von 60 f/p (U/Minute) während einer Dauerbetriebsphase, falls die Ständerwicklung 16 mit einer Wechselstromversorgung in Reihe geschaltet ist, wobei f eine Frequenz der Wechselstromversorgung und p die Polpaarzahl des Läufers angibt. Bei der Ausführungsform weist der Ständerkern 12 zwei gegensätzliche Pole 14 auf. Jeder der Pole 14 hat einen Polbogen 15, eine Außenfläche des Läufers 11 liegt dem Polbogen 15 gegenüber, und zwischen der Außenfläche des Läufers 11 und dem Polbogen 15 ist ein im Wesentlichen einheitlicher Luftspalt 13 gebildet. Der Begriff „im Wesentlichen einheitlicher Luftspalt” in der vorliegenden Offenbarung bedeutet, dass in dem Großteil des Raums zwischen dem Ständer und dem Läufer ein einheitlicher Luftspalt gebildet ist und dass ein nicht einheitlicher Luftspalt in einem kleinen Teil des Raums zwischen dem Ständer und dem Läufer gebildet ist. Vorzugsweise kann eine Startnut 17, die konkav ist, in dem Polbogen 15 des Pols des Ständers angeordnet sein, und außerhalb der Startnut 17 kann ein Teil des Polbogens 15 konzentrisch zu dem Läufer sein. Mit vorstehend beschriebener Ausbildung kann das nicht einheitliche Magnetfeld gebildet werden, eine Polachse S1 des Läufers hat einen Neigungswinkel relativ zu der zentralen Achse S2 des Pols des Ständers, wenn der Läufer ruht, und der Läufer kann immer dann, wenn der Motor unter der Wirkung der integrierten Schaltung mit Strom gespeist wird, über ein Startdrehmoment verfügen. Insbesondere bezieht sich der Begriff „Polachse S1 des Läufers” auf eine Grenze zwischen zwei Magnetpolen, die unterschiedliche Polarität aufweisen, und der Begriff „zentrale Achse S2 des Pols 14 des Ständers” bezieht sich auf eine Verbindungslinie, die durch zentrale Punkte der beiden Pole 14 des Ständers verläuft. In der Ausführungsform haben sowohl der Ständer als auch der Läufer zwei Magnetpole, wobei es ersichtlich ist, dass die Anzahl von Magnetpolen des Ständers nicht gleich der Anzahl von Magnetpolen des Läufers sein muss und dass der Ständer und der Läufer in anderen Ausführungsformen mehr Magnetpole aufweisen können, zum Beispiel 4 oder 6 Magnetpole. Es ist ersichtlich, dass alternativ eine andere Art eines uneinheitlichen Luftspalts zwischen dem Läufer und dem Ständer gebildet sein kann.
-
Auf Basis der oben beschriebenen Ausführungsform ist in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Ausgangssteuerschaltung 30 dazu ausgebildet, den bidirektionalen Schalter 300 einzuschalten, falls die Wechselstromversorgung in einer positiven Halbwelle ist und eine Polarität des Magnetfelds des Permanentmagnet-Läufers, welches durch die Magnetfelderfassungsschaltung 20 erfasst wird, eine erste Polarität ist, oder falls die Wechselstromversorgung 100 in einer negativen Halbwelle ist und die Polarität des Magnetfelds des Permanentmagnet-Läufers, welches durch die Magnetfelderfassungsschaltung erfasst wird, eine zweite Polarität ist, welche entgegengesetzt zu der ersten Polarität ist, oder den bidirektionalen Schalter 300 auszuschalten, falls die Wechselstromversorgung in einer negativen Halbwelle ist und die Polarität des Magnetfelds des Permanentmagnet-Läufers die erste Polarität ist, oder falls die Wechselstromversorgung 100 in einer positiven Halbwelle ist und die Polarität des Magnetfelds des Permanentmagnet-Läufers die zweite Polarität ist.
-
Vorzugsweise ist die Ausgangssteuerschaltung 30 dazu ausgebildet, einen Strom zu steuern, der von der integrierten Schaltung zu dem bidirektionalen Schalter 300 fließt, falls ein Signal, welches durch die Wechselstromversorgung 100 ausgegeben wird, in einer positiven Halbwelle ist und die Polarität des Permanentmagnet-Läufers, welche durch die Magnetfelderfassungsschaltung 20 erfasst wird, die erste Polarität ist, oder einen Strom zu steuern, der von dem bidirektionalen Schaltungsschalter 300 zu der integrierten Schaltung fließt, falls das Signal, welches durch die Wechselstromversorgung 100 ausgegeben wird, in einer negativen Halbwelle ist und die Polarität des Permanentmagnet-Läufers, welche durch die Magnetfelderfassungsschaltung 20 erfasst wird, die zweite Polarität entgegengesetzt zu der ersten Polarität ist. Es ist ersichtlich, dass die Situation, bei der die integrierte Schaltung einen fließenden Strom hat, falls die Polarität des Permanentmagnet-Läufers die erste Polarität ist und die Wechselstromversorgung in der positiven Halbwelle ist, oder falls die Polarität des Permanentmagnet-Läufers die zweite Polarität ist und die Wechselstromversorgung in der negativen Halbwelle ist, eine Situation sein kann, bei der die integrierte Schaltung einen fließenden Strom während der gesamten Zeiträume in den zwei Fällen hat, oder eine Situation sein kann, bei der die integrierte Schaltung einen fließenden Strom während einem Teil der Zeiträume in den zwei Fällen hat.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann der bidirektionale Schalter 300 ein Triac (TRIAC) sein, wobei die Gleichrichterschaltung 60 dazu ausgebildet ist, eine Schaltung wie in 8 gezeigt zu sein, wobei eine Ausgangssteuerschaltung dazu ausgebildet ist, eine Schaltung wie in 4 gezeigt zu sein, wobei eine Stromeingangsklemme des ersten Schalters 31 in der Ausgangssteuerschaltung 30 mit einer Spannungsausgangsklemme des Vollwellenbrückengleichrichters 61 verbunden ist, und wobei eine Stromausgangsklemme des zweiten Schalters 32 mit einer geerdeten Klemme des Vollwellenbrückengleichrichters 61 verbunden ist. Falls das durch die Wechselstromversorgung 100 ausgegebene Signal in einer positiven Halbwelle ist und die Magnetfelderfassungsschaltung 20 ein niedriges Level ausgibt, ist der erste Schalter 31 eingeschaltet und der zweite Schalter 32 ist ausgeschaltet in der Ausgangssteuerschaltung 30, ein Strom fließt der Reihe nach durch die Wechselstromversorgung 100, den Motor 200, eine erste Eingangsklemme der integrierten Schaltung 400, eine Spannungsabfallschaltung (nicht in 4 gezeigt), eine Ausgangsklemme der zweiten Diode 612 des Vollwellenbrückengleichrichters 61, den ersten Schalter 31 der Ausgangssteuerschaltung 30, von einem Ausgangsanschluss zu dem bidirektionalen Schalter 300 und zurück zu der Wechselstromversorgung 100. Nachdem der TRIAC 300 eingeschaltet ist, wird ein serieller Zweig, der durch die Spannungsabfallschaltung 500 und die Magnetsensor-Integrierte-Schaltung 400 gebildet wird, kurzgeschlossen, die Magnetsensor-Integrierte Schaltung 400 beendet die Ausgabe aufgrund eines Fehlens der Stromversorgung. Da ein Strom, der durch die zwei Anoden des TRIAC 300 fließt, groß genug ist, ist der TRIAC 300 nach wie vor in einem Ein-Zustand bei einer Bedingung, dass kein Treiberstrom zwischen einer Steuerklemme und einer ersten Anode davon vorhanden ist. Falls das Signal, welches durch die Wechselstromversorgung 100 ausgegeben wird, in einer negativen Halbwelle ist und die Magnetfelderfassungsschaltung 20 ein hohes Level ausgibt, ist in der Ausgangssteuerschaltung 30 der erste Schalter 31 ausgeschaltet und der zweite Schalter 32 ist eingeschaltet, der Strom fließt von der Wechselstromversorgung 100, von dem bidirektionalen Schalter 300 zu dem Ausgangsanschluss, durch den zweiten Schalter 32 der Ausgangssteuerschaltung 30, der geerdeten Ausgangsklemme und der ersten Diode 611 des Vollwellenbrückengleichrichters 61, der ersten Eingangsklemme der integrierten Schaltung 400, den Motor 200 und zurück zu der Wechselstromversorgung 100. In ähnlicher Weise, nachdem der TRIAC 300 eingeschaltet ist, beendet die Magnetsensor-Integrierte-Schaltung 400 die Ausgabe, weil die Magnetsensor-Integrierte-Schaltung 400 kurzgeschlossen wird, und der TRIAC 300 kann in dem Ein-Zustand gehalten werden. Der erste Schalter 31 und der zweite Schalter 32 in der Ausgangssteuerschaltung 30 sind auch nicht eingeschaltet und der TRIAC 300 ist ausgeschaltet, falls das Signal, welches durch die Wechselstromversorgung 100 ausgegeben wird, in der positiven Halbwelle ist und die Magnetfelderfassungsschaltung 20 ein hohes Level ausgibt oder falls das Signal, welches durch die Wechselstromversorgung 100 ausgegeben wird, in der negativen Halbwelle ist und die Magnetfelderfassungsschaltung 20 ein niedriges Level ausgibt. Daher kann die Ausgangssteuerschaltung die integrierte Schaltung dazu befähigen, basierend auf einer Polarität der Wechselstromversorgung 100 und der Magnetfelderfassungsinformation, den bidirektionalen Schalter 300 zu steuern, zwischen einem eingeschalteten Zustand und einem ausgeschalteten Zustand in einer vorab festgelegten Weise geschaltet zu werden, und dann einen erregten Modus der Ständerwicklung 16 zu steuern, sodass eine Änderung eines Magnetfelds, welche durch den Ständer erzeugt wird, in eine Position des Magnetfelds des Läufers passt und den Läufer derart zieht, dass er in eine einzige Richtung rotiert, daher wird es dem Läufer ermöglicht, jedes Mal, wenn der Motor erregt wird, in einer festen Richtung zu rotieren.
-
Es ist aus der obigen Beschreibung ersichtlich, dass die Magnetsensor-Integrierte-Schaltung gemäß der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung einen Eingangsanschluss, einen Ausgangsanschluss, eine Magnetfelderfassungsschaltung 20 und eine Ausgangssteuerschaltung 30 aufweist. Die Magnetfelderfassungsschaltung 20 ist dazu ausgebildet, ein externes Magnetfeld zu erfassen und eine Magnetfelderfassungsinformation auszugeben. Die Ausgangssteuerschaltung 30 ist dazu ausgebildet, wenigstens basierend auf der Magnetfelderfassungsinformation die integrierte Schaltung in einem des ersten Zustands arbeiten zu lassen, bei welchem ein Laststrom von dem Ausgangsanschluss nach außerhalb der integrierten Schaltung fließt und einem des zweiten Zustands arbeiten zu lassen, bei welchem ein Laststrom von außerhalb der integrierten Schaltung zu dem Ausgangsanschluss fließt, welche gegenseitig geschaltet sind. Falls daher die Magnetsensor-Integrierte-Schaltung bei einem Motorbauteil angewandt wird, kann die Magnetfeldinformation bei dem Läufer des Motors in dem Motorbauteil durch die Magnetfelderfassungsschaltung 20 erfasst werden, sodass die Ausgangssteuerschaltung 30, wenigstens basierend auf der Magnetfelderfassungsinformation, die integrierte Schaltung in einem der Zustände des ersten Zustands, bei welchem ein Laststrom von dem Ausgangsanschluss nach außerhalb der integrierten Schaltung fließt, und des zweiten Zustands, bei welchem ein Laststrom von außerhalb der integrierten Schaltung zu dem Ausgangsanschluss fließt, welche gegenseitig geschaltet sind, arbeiten lässt, und es kann sichergestellt werden, dass der Läufer des Motors in dem Motorbauteil jedes Mal, wenn der Motor gestartet wird, in einer gleichen Richtung rotiert.
-
In einem Motorbauteil gemäß einer weiteren Ausführungsform der Offenbarung kann ein Motor in Reihe mit einem bidirektionalen Schalter zwischen zwei Klemmen einer externen Wechselstromversorgung geschaltet sein, und ein erster durch den Motor und den bidirektionalen Schalter gebildeter serieller Zweig ist parallel mit einem zweiten durch eine Spannungsabfallschaltung und einer Magnetsensor-Integrierten-Schaltung gebildeten seriellen Zweig. Eine Ausgangsklemme der Magnetsensor-Integrierten-Schaltung ist mit dem bidirektionalen Schalter verbunden, steuert den bidirektionalen Schalter, um zwischen einem Ein-Zustand und einem Aus-Zustand in einer vorab festgelegten Weise zu schalten, und steuert weiter einen Leistungsmodus einer Ständerwicklung.
-
Das Motorbauteil kann, gemäß den Ausführungsformen der Offenbarung, die jedoch nicht darauf beschränkt ist, ein Motorbauteil für Geräte wie beispielsweise eine Pumpe, einen Ventilator, ein Haushaltsgerät und ein Fahrzeug sein, und das Haushaltsgerät kann beispielweise eine Waschmaschine, ein Geschirrspüler, eine Dunstabzugshaube und ein Entrauchungslüfter sein.
-
Es sollte beachtet werden, dass der Anwendungsbereich der integrierten Schaltung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden nicht darauf beschränkt ist, obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung durch Verwendung eines Beispiels erklärt werden, bei dem die integrierte Schaltung für einen Motor angewandt wird.
-
Es sollte beachtet werden, dass die Abschnitte in dieser Beschreibung schrittweise erläutert wurden, wobei bei jedem Element die Unterschiede zu den anderen Elementen herausgestellt sind und wobei sich gleiche oder ähnliche Elemente aufeinander beziehen können.
-
Ebenso sollte beachtet werden, dass Beziehungsbegriffe wie „erste/r/s”, „zweite/r/s” und dergleichen vorliegend lediglich verwendet wurden, um Einheiten oder Abläufe voneinander zu unterscheiden, ohne damit implizieren zu wollen, dass zwischen den Einheiten oder Abläufen eine tatsächliche Beziehung besteht. Ferner sind Begriffe wie „enthalten”, „umfassen” und weitere Varianten nicht-exklusiv, weshalb ein Prozess, ein Verfahren, ein Gegenstand oder eine Vorrichtung, die eine Mehrzahl von Elementen umfassen, nicht nur die beschriebenen Elemente aufweisen, sondern auch andere oder weitere Elemente, die nicht ausdrücklich aufgezählt sind oder die inhärente Elemente des Prozesses, Verfahrens, Gegenstands oder der Vorrichtung sein können. Ohne eine explizite anderweitige Einschränkung ist der Begriff ”enthaltend bzw. umfassend ein ...” in dem Sinne zu verstehen, dass außer den aufgezählten Elementen noch weitere Elemente in dem Prozess, Verfahren, Gegenstand oder in der Vorrichtung vorhanden sein können.
-
Die Beschreibung der Ausführungsformen ermöglichen es dem Fachmann, die vorliegende Offenbarung umzusetzen oder zu nutzen. Der Fachmann wird erkennen, dass innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung zahlreiche Modifikationen möglich sind, so dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dem größtmöglichen Schutzumfang entspricht, der mit den vorliegend beschriebenen Prinzipien und neuartigen Merkmalen vereinbar ist.
